1. Расчет срезки рабочего колеса центробежного насоса

Рассмотрим пример.

Дано:

- Технический паспорт насоса Д 320 – 50 с характеристикой и ;

- Номинальный диаметр рабочего колеса - ;

- Рекомендуемый диаметр срезки - ;

- Режимная точка А (; );

- .

Найти:

Решение:

Воспользуемся формулами и , чтобы построить параболу подобных режимов, проходящую через точку А:

перепишем и , (20.1-1)

подставляем и ,

откуда ,

откуда .

Для получения значений Н будем задаваться значениями подачи : (расчет ведем в табличной форме)

№ точки	Q	Q/80	(Q/80)2	H
1	70	0,875	0,766	33,69
A	80	1	1	44
3	90	1,125	1,265	55,69

По принятым и вычисленным Н строим параболу подобных режимом,(см. кривая 1 – А – 3).

Точка Б пересечения параболы с кривой , соответствующей необточенному колесу , есть та точка, которая при срезке колеса переходит в точку А.

По рисунку определяем координаты точки Б: .

Отсюда имеем: ,

или .

Срезка колеса составляет: или 7 %.

Поскольку КПД насоса уменьшается на 1 % при срезке до 10 %, то в данном случае КПД уменьшится приблизительно на 0,7 %.

Определив диаметр срезанного колеса, можно построить характеристику :

На основании формул (20.1-1), имеем:

; .

При этом: ; .

Принимая произвольно в пределах рабочей части характеристики насоса и определяя соответствующие ей Н по кривой (при ), вычисляем координаты и .

Результаты вычислений сводим в таблицу:

№ точки	Q	H	QCP	HCP
a	75	55	70,2	47,6
A	86	52	80	44
b	96	50	90,21	42,4
c	118	45	109,75	38,9

По данным таблицы строим характеристику (кривая a-A-b-c).

21. Характеристика трубопровода

Совместная работа насосов и сети характеризуется точкой материального и энергетического равновесия системы.

Для определения этой точки необходимо вычислить энергетические затраты в системе «водоводы – сеть» Q_p и Н_тр.

Совместная работа насосов и трубопроводов связана следующими зависимостями:

;

;

,

где Н – напор насоса;

Q_p - подача воды насосом;

- гидравлическое сопротивление водоводов и сети;

- расчетный расход в трубопроводе;

- уровень воды в баке водонапорной башни;

- расход воды в системе.

В практике гидравлического расчета насосных станций и при анализе режимов работы насосов широко применяется метод графоаналитического расчета совместной работы системы «насос – сеть».

График работы насоса определяется его характеристикой Q – H.

Для построения графической характеристики системы подачи и распределения воды используют известные уравнения гидравлики.

Требуемый напор в системе равен сумме геометрической высоты подъема жидкости и потерь напора:

,

где - геометрическая высота подъема жидкости;

- потери напора во всасывающем трубопроводе;

- потери напора в напорных коммуникациях насосной станции;

- потери напора в напорных водоводах от насосной станции до точки присоединения к сети;

- потери напора в магистральной сети.

Потери напора в трубопроводах складываются из двух видов потерь:

• потери на преодоление трения при движении жидкости по трубопроводу (потери по длине);

• потери на преодоление сопротивлений в его фасонных частях (потери местные).

.

Гидравлические потери по длине трубопровода могут быть определены по формулам:

или ,

где - длина трубопровода, м;

- расчетный внутренний диаметр трубы, м;

v - средняя скорость движения воды, м/с;

Q - подача, м³/с;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

- коэффициент гидравлического трения.

Для определения потерь напора в трубопроводе для построения его характеристики Q – H удобно воспользоваться формулой:

,

где - сопротивление трубопровода;

- удельное сопротивление трубопровода.

Диаметры труб, фасонных частей и арматуры следует принимать на основании технико-экономического расчета, исходя из скоростей движения воды в пределах, указанных в таблице:

Диаметр труб, м	Скорость в трубопроводе, м/с
	Всасывающем	Напорном
До 250	0,6 – 1,0	0,8 - 2,0
250 - 800	0,8 – 1,5	1,0 – 3,0
> 800	1,2 – 2,0	1,5 – 4,0

Местные сопротивления вычисляются по формуле:

.

В напорных водоводах и сетях магистральных трубопроводов обычно определяют только потери напора на трение по длине трубопровода. Местные сопротивления учитываются в размере 5 – 10 % потерь по длине.

При построении графической характеристики Q – H_ТР сложной системы «насос – водоводы - сеть» удобно пользоваться формулой:

, (1*)

где и - приведенные сопротивления водовода и сети.

Приведенное сопротивление водовода:

,

где m - количество водоводов.

Приведенное сопротивление сети:

,

где - суммарная потеря напора;

- расчетный расход воды в сети, при котором определена потеря.